一种拖拉机及其监控系统的制作方法

本实用新型涉及拖拉机电子控制技术领域，具体涉及一种拖拉机及其监控系统。

背景技术：

随着计算机技术及电子技术的快速发展，电子控制技术在拖拉机上得到了普遍应用，可靠且安全的电子系统是现代拖拉机的重要组成部分。拖拉机具备可靠的功能状态检测与显示，是驾驶员安全操纵拖拉机的必要条件。

授权公告号为CN201604528U的实用新型专利文件公开了一种具有控制功能的拖拉机智能组合仪表。该智能组合仪表采用单片机控制，通过信号采集电路处理信号，驱动步进电机和液晶模块进行信息显示，驱动LED指示灯和LED背光电路。通过燃油温度检测和加热开关状态的判断，从而输出控制信号对燃油加热装置进行控制。该智能组合仪表可检测燃油温度，为驾驶员在低温启动前提供燃油的温度值，拖拉机在低温启动时，燃油达到一定的温度有利于发动机的启动，此燃油温度值可作为驾驶员判断是否立即启动的参考，有利于燃油系统的正常工作。且该智能仪表具有燃油加热控制电路，可根据燃油加热开关状态及检测的燃油温度值，对燃油加热装置进行控制，避免在不需要加热时由于误操作打开加热装置进行加热导致的能源损耗和由于持续加热可能引发的安全问题。采用步进电机指针式指示仪表以LCD 液晶屏集中显示方式，能使驾驶员直观地得到拖拉机的各种信息。

但是上述控制功能的拖拉机智能组合仪表仅重点监测了拖拉机燃油方面的性能指标，检测不够全面。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种拖拉机及其监控系统，用于解决现有技术中拖拉机监控系统监控不够全面的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

本实用新型提供了一种拖拉机监控系统，包括CPU，CPU连接有LED指示电路、 LCD显示电路和CAN接口电路，CPU还连接有拖拉机动力输出电路，所述拖拉机动力输出电路包括至少两个驱动单元，每个驱动单元包括一个驱动芯片和一个三极管，三极管的基极连接CPU的输出端，三极管的输出极连接驱动芯片的输入端，驱动芯片的输出端用于连接驱动设备。

有益效果：

通过CPU控制拖拉机动力输出电路，拖拉机动力输出电路的驱动单元中的驱动芯片连接驱动设备，控制驱动设备的运行，通过LED指示电路和LCD显示电路向驾驶员显示拖拉机的驱动设备的参数信息，提升了拖拉机监控信息的全面程度，解决了现有技术中拖拉机监控系统监控不够全面的问题。

进一步的，还包括发动机参数选择电路，所述发动机参数选择电路包括一组拨码开关，所述发动机参数选择电路连接所述CPU的输入端；有利于对发动机参数选择的控制。

进一步的，还包括中文字库存储电路，所述中文字库存储电路通过SPI协议接口与CPU连接；便于使用中文的驾驶员的操作。

进一步的，所述LED指示电路包括空滤信号发光二极管、制动信号发光二极管、驻车信号发光二极管、离合故障信号发光二极管和油压信号发光二极管；上述各发光二极管的阴极连接对应的外部输入信号端，上述各发光二极管的阳极连接LED指示电路的输入端；所述LED指示电路的输入端连接CPU的输出端；有利于故障显示。

进一步的，所述LED指示电路的输入端通过LED驱动电路连接所述CPU的输出端，所述LED驱动电路包括第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻和第三电阻，第一三极管的基极连接所述CPU的输出端，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极通过串联的第一电阻和第二电阻连接外接电源，第一电阻与第二电阻的串联端连接第二三极管的基极，第二三极管的发射极连接所述外接电源，第二三极管的集电极连接所述LED指示电路的输入端，第二三极管的集电极还通过第三电阻接地；通过驱动电路控制，可降低对CPU输入的要求，较为简便。

进一步的，还包括至少一个报警电路，所述报警电路包括一个耦合二极管、一个故障信号发光二极管和第四电阻，所述耦合二极管的阳极连接CPU，二极管的阴极连接故障信号输入端，所述耦合二极管的阳极通过第四电阻连接所述发光二极管的阴极，发光二极管的阳极连接电源；有利于故障的发现和处理，保障了行驶安全。

本实用新型还提供了一种拖拉机，包括拖拉机监控系统和驱动设备，拖拉机监控系统包括CPU，CPU连接有LED指示电路、LCD显示电路和CAN接口电路，CPU 还连接有拖拉机动力输出电路，所述拖拉机动力输出电路包括至少两个驱动单元，每个驱动单元包括一个驱动芯片和一个三极管，三极管的基极连接CPU的输出端，三极管的输出极连接驱动芯片的输入端，驱动芯片的输出端用于连接驱动设备，所述驱动设备至少包括提升器和电磁阀。

有益效果：

通过CPU控制拖拉机动力输出电路，拖拉机动力输出电路的驱动单元中的驱动芯片连接驱动设备，控制驱动设备的运行，通过LED指示电路和LCD显示电路向驾驶员显示拖拉机的驱动设备的参数信息，提升了拖拉机监控信息的全面程度，解决了现有技术中拖拉机监控系统监控不够全面的问题。

进一步的，所述拖拉机监控系统还包括发动机参数选择电路，所述发动机参数选择电路包括一组拨码开关，所述发动机参数选择电路连接所述CPU的输入端；有利于对发动机参数选择的控制。

进一步的，所述拖拉机监控系统还包括中文字库存储电路，所述中文字库存储电路通过SPI协议接口与CPU连接；便于使用中文的驾驶员的操作。

进一步的，所述LED指示电路包括空滤信号发光二极管、制动信号发光二极管、驻车信号发光二极管、离合故障信号发光二极管和油压信号发光二极管；上述各发光二极管的阴极连接对应的外部输入信号端，上述各发光二极管的阳极连接LED指示电路的输入端；所述LED指示电路的输入端连接CPU的输出端；有利于故障显示。

附图说明

图1是本实用新型实施例的拖拉机监控系统示意图；

图2是本实用新型实施例的发动机参数选择电路示意图；

图3是本实用新型实施例的拖拉机动力输出电路示意图；

图4是本实用新型实施例的LED指示电路示意图；

图5是本实用新型实施例的LED驱动电路示意图；

图6是本实用新型实施例的报警电路示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚，下面结合附图及实施例，对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型的拖拉机监控系统实施例：

拖拉机监控系统的构成如图1所示，电源模块为整个拖拉机监控系统供电。CPU 的输入端通过调理电路连接CAN总线和外围信号采集电路(包括仪表功能模块电路)，仪表功能模块电路包括至少一个报警电路。调理电路处理所有需要传输进CPU 的信号，将它们调制成CPU可识别的信号。发动机参数选择电路直接与CPU的输入端连接(此处根据不同的发动机参数选择信号，也可经调理电路连接CPU)。CPU 的输出端连接LCD显示电路、LED指示电路和拖拉机动力输出电路。CPU与中文字库存储电路之间双向传输信息。

具体的，CAN总线通过CAN接口电路连接调理电路，调理电路为将输入CPU 的信号进行处理(例如滤波或者信号类型的转换)以便于CPU对数据的接收整合，也可如图中所示不使用调理电路，将各功能模块直接与CPU相连。CAN总线电路的 CANH和CANL端与拖拉机整车总线连接后通过CAN总线国际标准协议SAEJ1939 总线协议解析后发送到CPU，电源模块电路提供5V和3.3V用于给各个模块电路进行直流供电。仪表功能采集模块电路采集拖拉机的灯光信息、控制信息以及车辆故障。报警电路用于采集拖拉机的各个传动部件的工作状况实时传递到CPU进行处理后推送到各个报警装置上。发动机参数选择电路通过CPU内置的发动机的各项指标参数进行内部存储后，通过发动机参数选择策略进行对应的硬件选定。中文字库存储电路通过SPI协议双向通信将汉字信息推送到CPU。LED指示电路是将CPU处理后的需要输出的灯光信息进行人机交互。外围信号采集电路是用来采集拖拉机监控系统外部的例如AD、频率和电平的信号。LCD显示电路用于驱动系统中的显示屏以进行人机交互。拖拉机动力输出电路可以通过CPU采集操纵手柄发出来的信息来实现对拖拉机动力输出电磁阀的控制，还可以控制提升器等驱动设备来控制拖拉机的动力输出。

下面介绍与CPU连接的各个电路或者模块的具体功能：

本实用新型的重点在于通过发动机参数选择电路对CPU内置的发动机的各项指标参数进行内部存储后，通过发动机参数选择策略进行对应的硬件选定，拖拉机动力输出电路实现对拖拉机动力输出电磁阀和提升器等驱动设备的控制，以增加拖拉机监控系统的监控全面程度。

发动机参数选择电路包括一组拨码开关，如图2所示，拨码开关S1左边三个端口接地，右边三个端口连接CPU的KEY1端、KEY2端和KEY3端，分别表示三种不同的发动机参数模式，且拨码开关S1右边三个端口分别通过上拉电阻R3、上拉电阻R4和上拉电阻R5连接至电源。通过波动拨码开关S1实现对发动机参数选择的切换。

拖拉机监控系统中根据驱动设备的数量存在若干个拖拉机动力输出电路，如图3 所示，以一个拖拉机动力输出电路为例，驱动芯片U1采用型号为BTS50085A的芯片，驱动芯片U1通过端口VDD供电，三极管Q1的基极连接CPU的输出端QS4，三极管Q1的集电极连接驱动芯片U1的输入端IN，驱动芯片的输出端OUT连接驱动设备P1。工作时，CPU的控制信号通过输出端QS4接入三极管Q1的基极，三极管Q1导通，驱动芯片U1接收到信号后通过其输出端OUT控制驱动设备P1。

LED指示电路如图4所示，包括空滤信号发光二极管LRkl、制动信号发光二极管LRzd、驻车信号发光二极管LRzc、离合故障信号发光二极管LRlh、油压信号发光二极管LRyy和外部输入信号端(A9、B3、A8、A1和端口P_LOW)，空滤信号发光二极管LRkl、制动信号发光二极管LRzd、驻车信号发光二极管LRzc、离合故障信号发光二极管LRlh、油压信号发光二极管LRyy的阳极分别连接LED指示电路的输入端V12OUT，空滤信号发光二极管LRkl、制动信号发光二极管LRzd、驻车信号发光二极管LRzc、离合故障信号发光二极管LRlh、油压信号发光二极管LRyy的阴极连接外部输入信号端即外围信号采集电路，A9、B3、A8、A1和端口P_LOW均为外部输入信号，当外部输入信号A9、B3、A8、A1和P_LOW分别为低电平且LED 指示电路的输入端V12OUT输入高电平时，空滤信号发光二极管LRkl、制动信号发光二极管LRzd、驻车信号发光二极管LRzc、离合故障信号发光二极管LRlh分别发光。较为特别的是，指示油压信号的油压信号发光二极管Lryy是否发光还可以由端口L_Press控制，油压信号发光二极管Lryy的阴极通过一电阻R40连接三极管V3 的集电极，三极管V3的基极通过电阻R17连接端口L_Press，三极管V3的发射极接地。端口L_Press连接CPU的输出端，端口P_LOW用于接收油压检测的信号，当端口P_LOW的信号为低电平时，输入端V12OUT的信号为高电平，油压信号发光二极管Lryy发光；当端口P_LOW的信号为高电平时，输入端V12OUT的信号为高电平，通过CPU控制端口L_Press使三极管V3导通，即可实现油压信号发光二极管Lryy发光。该部分表明在油压检测方面，通过CPU控制可强制使端口P_LOW 拉低以使Lryy发光。

LED指示电路的输入端V12OUT是由LED驱动电路控制，如图5所示，LED 驱动电路的输出端即为LED指示电路的输入端V12OUT(下面以端口V12OUT表示)，LED驱动电路的控制信号输入端VCTRl连接CPU，LED驱动电路包括第一三极管V6、第二三极管V4、第一电阻R34、第二电阻R33和第三电阻R35，第一三极管V6的基极连接控制信号输入端VCTRl，第一三极管V6的发射极接地，第一三极管V6的集电极通过第一电阻R34连接第二三极管V4的基极，第二三极管V4的基极还通过第二电阻R33连接外接电源端口10，第二三极管V4的发射极连接外接电源端口10，第二三极管V4的集电极端口V12OUT，第二三极管V4的集电极还通过第三电阻R35接地。外接电源端口10为外部电源输入，通过CPU控制控制信号输入端VCTRl，使第一三极管V6导通，进而第二三极管V4导通，端口V12OUT 输出信号进而控制LED指示电路。通过LED驱动电路，CPU可间接控制LED指示电路，以达到将拖拉机的状态指标通过亮灯的方式提示驾驶员指标对应的器件是否出现故障。

与CPU连接的还包括报警电路，根据需要报警的故障类型可设置多个报警电路。下面以一个报警电路为例，如图6所示，报警电路包括一个耦合二极管Dgz、一个故障信号发光二极管LRgz和第四电阻Rgzl，耦合二极管Dgz的阳极连接CPU的输入端ERR，耦合二极管Dgz的阴极连接故障信号输入端A6(与A9、B3、A8、A1 和端口P_LOW相同，均为外部输入信号端)，在CPU的输入端ERR与耦合二极管 Dgz的阳极之间，还接有第四电阻Rgzl和一个与第四电阻Rgzl串联的故障信号发光二极管LRgz，故障信号发光二极管LRgz的阴极连接第四电阻Rgzl，故障信号发光二极管LRgz的阳极连接电源。即耦合二极管Dgz的阳极通过第四电阻Rgzl连接故障信号发光二极管LRgz的阴极，故障信号发光二极管LRgz的阳极连接电源。

例如报警电路在一种工作状态时：常规状态下，故障信号输入端A6为高电平，此时耦合二极管Dgz不导通，故障信号发光二极管LRgz不亮。出现故障时，故障信号输入端A6为低电平，故障信号发光二极管LRgz导通，故障信号发光二极管LRgz 发光。此时表示出现故障，CPU的输入端ERR作用为CPU采集信号以用于判断是否出现故障。此外，还可根据实际情况对报警电路的使用进行调整。

本实用新型的拖拉机实施例：

一种拖拉机，包括拖拉机监控系统和驱动设备，拖拉机监控系统包括CPU，CPU 连接有LED指示电路、LCD显示电路和CAN接口电路，CPU还连接有拖拉机动力输出电路，拖拉机动力输出电路包括至少两个驱动单元，每个驱动单元包括一个驱动芯片和一个三极管，三极管的基极连接CPU的输出端，三极管的输出极连接驱动芯片的输入端，驱动芯片的输出端用于连接驱动设备，驱动设备至少包括提升器和电磁阀。

此处的拖拉机监控系统与上述拖拉机监控系统实施例中的拖拉机监控系统相同。具体工作过程已在上述拖拉机监控系统实施例中给出，在此不再赘述。